解析.NET对象的跨应用程序域访问美学原理(上篇)

 
 在目前的项目支付中,分布式开发已经逐步变成主流。一个系列只要没有利用分布式架构,都不佳意思跟旁人说这是一个全部的档次。这句话尽管有点偏激,可是随着人们对功用的渴求在滋长,以及产品需要提高用户体验。只有在软件项目标功用和体会做到高质地,才可以取得用户和市场。

   对于.NET项目,我们选择较多的分布式结构有Webservice,.Net
remoting,MSMQ,WCF,WebAPI等等,大家在动用这么些框架的时候,从那么些分布式框架中得到了很好的用户体验。在.NET项目中,分布式架构对品种的支出也有很大的功效进步。

 
 很五个人会问,那么些分布式框架的最底层原理是如何吧?恐怕何人也不敢轻言几句就足以描述完毕,在这个博文体系中,就是简单的叙述一下这多少个分布式结构的底层实现原理。

 
 本文紧要教师对象在行使程序域中的传递。重要教学使用程序域的一对为主目的,对于利用程序域的操作出现的可比少,所以在此地给出的是程序集的部分基本操作。如有不足之处,还望多多指正。

一.AppDomain解析:

   
 AppDomain在诸多场子都是被翻译为“应用程序域”,在本文中也将拔取这一翻译。对于.NET的开发者,对于CLR应该是最熟习不过了,CLR类似于java的JVM。在CLR中,AppDomain规定了代码的推行范围,提供了不当隔离的档次,提供了一个安然无恙隔离度,并且存有和谐的资源。AppDomain的有血有肉效用,有如下图:

  美学原理 1

   1.AppDomain概述:

     
AppDomain类似与系统的过程,进程是有操作系统举行创办,AppDomain是由CLR举办创办。一个加以的AppDomain必须驻留在一个操作系统的经过中,而一个加以的历程可以借宿三个AppDomain。有如下图:

   美学原理 2

     
如上图所示,一个对象正好存放在一个AppDomain种,值也如出一辙。一个AppDomain中的对象引用必须是引用同一AppDomain中的对象,AppDomain的所作所为就象是有所自己个人的地方空间。假设多少个AppDomain需要使用一个连串,必须为每个AppDomain分别初叶化和分红一回品种。必须为顺序用到花色的AppDomain分别加载和初始化四回品种的章程和程序集。进程种的逐一AppDomain要维护项目标例外拷贝。对于项目标静态子类,每个AppDomain都有其和好的个人副本。

     AppDomain的资源有如图:

美学原理 3

     
对于应用AppDomain的资源被加载,从来在内存中,卸载AppDomain资源是绝无仅有卸载模块或者程序集的路子,卸载AppDomain资源也是回收类型静态字段所占内存的绝无仅有办法。

   
 在地点提到过操作系统的线程与AppDomain类似,在CLR中定义了System.Threading.Thread,在AppDomain中意味着为可调度的实业,在此处提议一个新的定义,这就是“软线程”和“硬线程”,顾名思义,操作系统的线程被称之为“硬线程”,CLR中的System.Threading.Thread被誉为“软线程”。一个CLR软线程对象驻留在一个确定的AppDomain中;一个加以的AppDomain可能有多少个软线程对象。在此时此刻的CLR中,对于给定的AppDomain,硬线程至多有一个软线程对象属于她,固然一个硬线程运行在五个AppDomain中,每个AppDomain都会有一个尽人皆知的软线程对象属于该线程。当给定的硬线程进入AppDomain后,就会博得平等的软线程对象。

   2.AppDomain核心对象解析:

   
 下边介绍了部分AppDomain的基本概念,接下去大家来简单询问一下AppDomain的有关操作和中坚目标。在.NET种可以通过System.AppDomain类型访问AppDomain。在此间我们实际了解一下System.AppDomain类型的点子和总体性。对于此类的求证:https://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.appdomain(v=vs.110).aspx。  

   (1).CurrentDomain:获取当前Thread 的眼前选拔程序域。

public static AppDomain CurrentDomain
    {
      get
      {
        return Thread.GetDomain();
      }
    }

   
由以上代码可知,该属性为一个静态属性,并且只有一个只读属性。该属性只是简单地提取存储在硬线程的TLS(线程本地存储区)中的AppDomain引用。你可以在Thread.CurrentThread属性中,从硬线程的TLS中领取当前的软线程对象。 

   (2).GetData():为指定名称获取存储在时下使用程序域中的值。

[SecuritySafeCritical]
    public object GetData(string name)
    {
      if (name == null)
        throw new ArgumentNullException("name");
      switch (AppDomainSetup.Locate(name))
      {
        case -1:
          if (name.Equals(AppDomainSetup.LoaderOptimizationKey))
            return (object) this.FusionStore.LoaderOptimization;
          object syncRoot = ((ICollection) this.LocalStore).SyncRoot;
          bool lockTaken = false;
          object[] objArray;
          try
          {
            Monitor.Enter(syncRoot, ref lockTaken);
            this.LocalStore.TryGetValue(name, out objArray);
          }
          finally
          {
            if (lockTaken)
              Monitor.Exit(syncRoot);
          }
          if (objArray == null)
            return (object) null;
          if (objArray[1] != null)
            ((IPermission) objArray[1]).Demand();
          return objArray[0];
        case 0:
          return (object) this.FusionStore.ApplicationBase;
        case 1:
          return (object) this.FusionStore.ConfigurationFile;
        case 2:
          return (object) this.FusionStore.DynamicBase;
        case 3:
          return (object) this.FusionStore.DeveloperPath;
        case 4:
          return (object) this.FusionStore.ApplicationName;
        case 5:
          return (object) this.FusionStore.PrivateBinPath;
        case 6:
          return (object) this.FusionStore.PrivateBinPathProbe;
        case 7:
          return (object) this.FusionStore.ShadowCopyDirectories;
        case 8:
          return (object) this.FusionStore.ShadowCopyFiles;
        case 9:
          return (object) this.FusionStore.CachePath;
        case 10:
          return (object) this.FusionStore.LicenseFile;
        case 11:
          return (object) (bool) (this.FusionStore.DisallowPublisherPolicy ? 1 : 0);
        case 12:
          return (object) (bool) (this.FusionStore.DisallowCodeDownload ? 1 : 0);
        case 13:
          return (object) (bool) (this.FusionStore.DisallowBindingRedirects ? 1 : 0);
        case 14:
          return (object) (bool) (this.FusionStore.DisallowApplicationBaseProbing ? 1 : 0);
        case 15:
          return (object) this.FusionStore.GetConfigurationBytes();
        default:
          return (object) null;
      }
    }

 
 每一个AppDomain有温馨的环境属性集,可以透过SetData和GetData方法访问,在这边给出了GetData()方法的源码。该方法接收一个string参数,预定义应用程序域属性的称号,或已定义的行使程序域属性的称呼。再次来到一个属性的值,或
null(假使属性不设有)。AppDomainSetup类为一个封闭类,表示可以增长到System.AppDomain的实例的程序集绑定新闻。

 
 (3).CreateDomain:使用指定的称谓、证据和行使程序域设置音信创制新的行使程序域。

[SecuritySafeCritical]
    [SecurityPermission(SecurityAction.Demand, ControlAppDomain = true)]
    public static AppDomain CreateDomain(string friendlyName, Evidence securityInfo, AppDomainSetup info)
    {
      return AppDomain.InternalCreateDomain(friendlyName, securityInfo, info);
    }

 
 该措施存在多少个重载,接收六个参数,域的融洽名称。friendlyName:此友好名称可在用户界面中显得以标识域;securityInfo:确定代码标识的凭证,该代码在动用程序域中运行。传递
null
以使用当前应用程序域的证据。info:包含应用程序域起先化信息的目标。该办法重返一个新创设的应用程序域。

 
 (4).ExecuteAssembly():使用指定的证据和实参执行指定文件中隐含的先后集。

 [Obsolete("Methods which use evidence to sandbox are obsolete and will be removed in a future release of the .NET Framework. Please use an overload of ExecuteAssembly which does not take an Evidence parameter. See http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=155570 for more information.")]
    public int ExecuteAssembly(string assemblyFile, Evidence assemblySecurity, string[] args)
    {
      if (assemblySecurity != null && !this.IsLegacyCasPolicyEnabled)
        throw new NotSupportedException(Environment.GetResourceString("NotSupported_RequiresCasPolicyImplicit"));
      RuntimeAssembly assembly = (RuntimeAssembly) Assembly.LoadFrom(assemblyFile, assemblySecurity);
      if (args == null)
        args = new string[0];
      return this.nExecuteAssembly(assembly, args);
    }

 
 当创立一个AppDomain后,可以接纳一体系技术强制它加载和施行代码,可以运用ExecuteAssembly方法。该办法将目标AppDomain加载到程序集中,并且实施其主入口点。在父AppDomain种,ExecuteAssembly方法不会加载或者起头化指定的次第集。ExecuteAssembly是一个合伙的例程,这就表示调用者将被打断,直到程序的Main方法把控制权交还运行时。

 
 ExecuteAssembly方法存在多少个重载版本,在这边只拿出一个版本来表明。该办法接收多个参数,assemblyFile:包含要举行顺序集的文本的名目;assemblySecurity:为顺序集提供的凭证;args:程序集的入口点的实参。该方法再次来到 程序集的入口点再次回到的值。该办法运用Assembly.LoadFrom来加载程序集。有关程序集的情节将在下一篇讲解。

 
 (5).DoCallBack():在另一个利用程序域中实施代码,该利用程序域由指定的寄托标识。

 public void DoCallBack(CrossAppDomainDelegate callBackDelegate)
    {
      if (callBackDelegate == null)
        throw new ArgumentNullException("callBackDelegate");
      callBackDelegate();
    }

 
 这几个指定方法必须是静态的,并且它的签字与CrossAppDomainDelegate签名匹配。

三.程序集操作实例:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Reflection;

namespace AppDomainToolkit
{

    /// <summary>
    /// 用于确定加载器应加载哪些加载上下文程序集。
    /// </summary>
    public enum LoadMethod
    {
        /// <summary>
        /// 将程序集加载到LoadFrom上下文中,这将使程序集及其所有引用被发现
                 ///并加载到目标应用程序域中。 尽管它对DLL地狱的倾向,这可能是去的方式
                 /// default,只要确保将应用程序的基本目录传递给AssemblyResolver实例等
                 ///可以正确解析引用。 这也允许同时加载同名的多个程序集
                 ///维护单独的文件名。 这是推荐的方式。
        /// </summary>
        LoadFrom,

        /// <summary>
        /// 使用原始文件名将组合件加载到内存中。 这将以匿名方式加载程序集,因此它不会有
                 ///一个加载上下文。 使用这个,如果你想要的位加载,但确保通过这个文件所在的目录
                 /// AssemblyResolver实例,以便您可以再次找到它。 这是类似于LoadFrom,除非你没有得到免费
                 ///通过融合查找已经存在的程序集名称。 使用它可以更好地控制汇编文件加载。
        /// </summary>
        LoadFile,

        /// <summary>
        /// 使用原始文件名将目标程序集的位加载到内存中。 这本质上是一个动态组件
                 ///为所有的CLR关心。 你将永远不能找到这个与程序集解析器,所以不要使用这,除非你看
                 ///按名称。 小心这一个。
        /// </summary>
        LoadBits
    }

    /// <summary>
    /// 这个类将会把程序集加载到它加载到的任何应用程序域中。 这只是一个简单的方便
    /// wrapper环绕静态Assembly.Load *方法,主要的好处是能够加载程序集
    ///匿名按位。 当您以这种方式加载程序集时,不会有任何DLL文件的锁定。
    /// </summary>
    public class AssemblyLoader : MarshalByRefObject, IAssemblyLoader
    {
        #region Public Methods

        /// <inheritdoc /> 
        /// <remarks>
        /// 如果此实例的LoadMethod设置为LoadBits,并且PDB文件的路径未指定,那么我们将尝试猜测
                 ///到PDB的路径并加载它。 注意,如果一个程序集被加载到内存中而没有调试符号,那么
                 /// image将被抛出。 警惕这个。 使用LoadBits方法加载程序集不会锁定
                 /// DLL文件,因为整个程序集被加载到内存中并且文件句柄被关闭。 但是,
                 ///以这种方式加载的程序集不会有与之关联的位置,因此您必须键入程序集
                 ///它的强名。 当将同一程序集的多个版本加载到一个程序集时,这可能会导致问题
                 ///应用程序域。
        /// </remarks>
        public Assembly LoadAssembly(LoadMethod loadMethod, string assemblyPath, string pdbPath = null)
        {
            Assembly assembly = null;
            switch (loadMethod)
            {
                case LoadMethod.LoadFrom:
                    assembly = Assembly.LoadFrom(assemblyPath);
                    break;
                case LoadMethod.LoadFile:
                    assembly = Assembly.LoadFile(assemblyPath);
                    break;
                case LoadMethod.LoadBits:

                    // Attempt to load the PDB bits along with the assembly to avoid image exceptions.
                    pdbPath = string.IsNullOrEmpty(pdbPath) ? Path.ChangeExtension(assemblyPath, "pdb") : pdbPath;

                    // Only load the PDB if it exists--we may be dealing with a release assembly.
                    if (File.Exists(pdbPath))
                    {
                        assembly = Assembly.Load(
                            File.ReadAllBytes(assemblyPath),
                            File.ReadAllBytes(pdbPath));
                    }
                    else
                    {
                        assembly = Assembly.Load(File.ReadAllBytes(assemblyPath));
                    }

                    break;
                default:
                    // In case we upadate the enum but forget to update this logic.
                    throw new NotSupportedException("The target load method isn't supported!");
            }

            return assembly;
        }

        /// <inheritdoc />
        /// <remarks>
        /// 这个实现将执行目标程序集的尽力负载,它是必需的引用
                 ///进入当前应用程序域。 .NET框架在我们允许使用的调用上锁定我们
                 ///当加载这些程序集时,所以我们需要依赖于AssemblyResolver实例附加的
                 /// AppDomain为了加载我们想要的方式。
        /// </remarks>
        public IList<Assembly> LoadAssemblyWithReferences(LoadMethod loadMethod, string assemblyPath)
        {
            var list = new List<Assembly>();
            var assembly = this.LoadAssembly(loadMethod, assemblyPath);
            list.Add(assembly);

            foreach (var reference in assembly.GetReferencedAssemblies())
            {
                list.Add(Assembly.Load(reference));
            }

            return list;
        }

        /// <inheritdoc />
        /// <remarks>
        /// Just a simple call to AppDomain.CurrentDomain.GetAssemblies(), nothing more.
        /// </remarks>
        public Assembly[] GetAssemblies()
        {
            return AppDomain.CurrentDomain.GetAssemblies();
        }

        #endregion
    }
}

四.总结:

 
 本文首要助教了采取程序域的连带概念,本体系重大讲解.NET对象的跨应用程序域的传递,由于规划使用程序域的情节,所以本文重要教师了有些基本概念,以及一些为主的靶子,对于使用程序域包含的次序集的有关内容将在底下举行操作。在实际的品类中,很少直接取操作使用程序域,相比较多的是一向操作程序集,所以在本文的终极交给了一个就暗淡的主次集的操作方法。